【独家】当量子计算遇上神经网络与深度学习,QNN初探( Quantum Neural Networks),David 9的量子计算系列#1

曾经的存在主义与结构主义的争论,在量子世界中似乎用概率和大量抽样完成了和解 — David 9

上世纪60年代哲学界有一场关于存在主义结构主义的争论:存在主义认为一个人的发展是由“自由意识”和欲望主导的; 结构主义认为占主导的其实是社会中的经济、政治、伦理、宗教等结构性因素,人只是巨大结构中的一部分。

究竟是什么塑造了一个人也许难以确定。而对于量子世界,一个qubit(量子比特)的状态,不仅受到量子系统的磁场影响,qubit本身也有自身状态的变化概率和扰动。我们一会儿可以看到,量子系统的输出,即那个qubit的最终观测状态,是用概率和大量抽样判定的:

在细讲QNN前(量子神经网络其实是一个量子系统),David 9 有必要介绍一下量子计算本身的一些基础知识 。

首先,量子计算与传统计算机的不同,可从qubit(量子比特)说起,我们知道与电子计算机非“0”“1”相比,qubit的状态可能同时介于“0”和“1”之间

即所谓的“薛定谔的猫”的叠加态(superposition):

\(\frac{1} {\sqrt{2}}\)(|0>+|1>) (在量子物理中符号|x>表示状态x)

你们可能会问David,为什么状态系数是 1/\(\sqrt{2}\) ? 这是量子物理中的一个约定(规范化),即平方和等于1

 α^2+β^2=1

其中αβ就是状态的系数,是不是让你联想到圆形几何 ?

是的,在量子物理中可以把qubit想象成粒子球体(叠加或非叠加态):

三维世界中qubit的自旋状态非常灵活,可以上自旋(|0>),可以下自旋(|1>),可以像地球一样斜着自旋

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